§ 14. Рефлекс. Рефлекторная дуга

Определения и обозначения

Рефлекс — ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая при участии нервной системы. Он помогает быстро приспосабливаться к изменениям среды, например отдёргивать руку от горячего предмета.

Рефлекторная дуга — путь, по которому нервный импульс проходит при осуществлении рефлекса. Она показывает последовательность работы всех частей, от восприятия раздражения до ответного действия.

Рецептор — чувствительное образование, воспринимающее раздражение и преобразующее его в нервный импульс. Он нужен для того, чтобы нервная система получила сведения о происходящем внутри организма или во внешней среде.

Исполнительный орган — орган, который отвечает на нервный импульс действием. Чаще всего им бывает мышца, сокращающаяся или расслабляющаяся, либо железа, выделяющая определённое вещество.

Как это устроено

Рефлекс начинается с воздействия раздражителя на рецептор. Раздражителем может быть тепло, боль, давление, свет или изменение химического состава среды. Рецептор меняет это воздействие на нервный импульс, потому что именно такой сигнал способны передавать нервные клетки.

От рецептора импульс идёт по чувствительному нейрону в центральную нервную систему. Этот нейрон проводит сигнал внутрь организма, чтобы головной или спинной мозг мог сопоставить его с условиями и подготовить ответ. Поэтому повреждение чувствительного пути мешает сигналу достичь центра.

В центральной нервной системе импульс обрабатывается и передаётся между нейронами через особые контакты — синапсы. В простейшей схеме между чувствительным и двигательным нейронами может находиться вставочный нейрон. Он связывает участки нервной системы и позволяет организовать нужную последовательность ответа.

После обработки сигнал поступает на двигательный нейрон. Он проводит импульс от центральной нервной системы к исполнительному органу, поэтому его ещё называют выносящим путь. Благодаря этому мышца или железа получает команду, а не просто сведения о раздражении.

Исполнительный орган завершает работу дуги конкретным действием: мышца сокращается, а железа выделяет секрет. Все звенья соединены последовательно, поэтому нарушение одного участка может прервать передачу импульса. В таком случае соответствующий рефлекс ослабевает, изменяется или совсем не возникает.

Звенья рефлекторной дуги

Читайте таблицу слева направо: сначала возникает сигнал о раздражении, затем он поступает в центральную нервную систему и выходит к исполнительному органу. Направление помогает не перепутать чувствительный нейрон с двигательным. Если какого-либо звена нет, схема рефлекса будет неполной.

Разбор задач

Задача 1

Прикоснувшись к горячему предмету, человек быстро отдёрнул руку. Нужно назвать раздражитель и исполнительный орган. Для решения определим сначала, что подействовало на рецепторы, а затем — какой орган выполнил ответ.

1. Воздействие горячего предмета вызывает раздражение температурных и болевых рецепторов кожи.
2. Нервный импульс проходит по дуге к центральной нервной системе и возвращается к мышцам руки.
3. Мышцы сокращаются, поэтому рука отдёргивается от источника тепла.

Ответ: раздражитель — высокая температура горячего предмета. Исполнительный орган — мышцы руки.

Задача 2

Нужно расположить звенья дуги коленного рефлекса в порядке прохождения импульса. В списке части дуги специально перемешаны, поэтому начинать следует не с мышцы, а с восприятия раздражения. Затем нужно проследить путь сигнала к центру и обратно.

1. Сначала работает рецептор, воспринимающий растяжение мышцы.
2. Далее импульс идёт по чувствительному нейрону в центральную нервную систему.
3. После обработки сигнал передаётся двигательному нейрону, а затем исполнительному органу.

Ответ: рецептор → чувствительный нейрон → центральная нервная система → двигательный нейрон → исполнительный орган.

Задача 3

Повреждён чувствительный нейрон дуги отдёргивания руки. Нужно определить, какой участок передачи нарушен и к чему это приведёт. Повреждение рассматриваем относительно направления импульса — от рецептора к центральной нервной системе.

1. Рецептор кожи по-прежнему может воспринять горячее или болезненное воздействие.
2. Повреждённый чувствительный нейрон не сможет нормально провести импульс в центральную нервную систему.
3. Центр не получит сигнал и не передаст полноценную команду двигательному нейрону.

Ответ: передача импульса прервётся на пути к центральной нервной системе. Рука не отдёрнется или реакция будет значительно ослаблена.

Типичные ошибки

Считать рефлекс только произвольным действием. Так думают, потому что человек иногда может осознать реакцию после её начала. Проверка простая: спросите, требовалось ли заранее принимать решение; многие защитные рефлексы возникают автоматически.

Путать рефлекс и рефлекторную дугу. Ошибка появляется из-за сходства терминов: один связан с реакцией, другой — с её путём. Проверьте себя вопросом: описывается действие организма или последовательность прохождения импульса?

Менять местами чувствительный и двигательный нейроны. Это происходит, если забыть направление сигнала относительно центральной нервной системы. Запомните проверку: чувствительный нейрон ведёт к центру, двигательный — от центра.

Пропускать рецептор или исполнительный орган. Иногда в ответе записывают только нейроны, хотя начало и конец дуги тоже необходимы. Проверьте схему двумя вопросами: кто воспринял раздражение и кто выполнил ответ?

Связь с другими темами

До изучения рефлекторной дуги нужно знать строение нейрона и направление проведения нервного импульса. Это помогает понять, почему чувствительный и двигательный нейроны выполняют разные функции.

Понятие рефлекторной дуги пригодится при изучении безусловных и условных рефлексов. Через него также легче объяснить работу нервной системы и последствия повреждения её отделов.

Что запомнить

• Рефлекс — ответ организма на раздражение при участии нервной системы.
• Рефлекторная дуга — путь прохождения импульса при осуществлении рефлекса.
• Рецептор воспринимает раздражение и запускает нервный импульс.
• Чувствительный нейрон проводит импульс к центральной нервной системе.
• Двигательный нейрон проводит импульс от центральной нервной системы.
• Исполнительный орган осуществляет ответную реакцию.
• Нарушение звена дуги может помешать выполнению рефлекса.